(57)【要約】【課題】低コストで、後面のフランジのギヤノッチに生じる応力集中を的確に軽減でき、耐久強度の向上を図った車軸ケースを提供する。【解決手段】  車軸ケース本体６の前面のフランジ８、１１に装着されたリング状補強部材１４と、車軸ケース本体６の後面のフランジ９、１２に装着された略半球殻状カバー１６と、前面及び後面のフランジ８、９、１１、１２の上下に、内部に収容される減速ギヤ１７との干渉を回避するため、凹設されたギヤノッチ１８、１９とを備え、車軸の車幅方向中央を通る鉛直線２０から前面のフランジ８までの距離Ａよりも、鉛直線２０から後面のフランジ９までの距離Ｂが長く、前面のフランジ８に凹設されたギヤノッチ１８の深さよりも、後面のフランジ９に凹設されたギヤノッチ１９の深さが浅い又は深さが零である。【選択図】図４
2010269655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブと該ウェブの前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジとからなる上部膨出部を有する上部側板と、
車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブと該ウェブの前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジとからなる下部膨出部を有する下部側板と、
これら上部側板と下部側板とが向かい合って溶接された車軸ケース本体と、
該車軸ケース本体の前面のフランジに装着されたリング状補強部材と、
上記車軸ケース本体の後面のフランジに装着された略半球殻状カバーと、
上記前面及び後面のフランジの上下に、上記上部及び下部膨出部内に収容される減速ギヤとの干渉を回避するため、夫々凹設されたギヤノッチとを備えた車軸ケースであって、  車軸の車幅方向中央を通る鉛直線から上記リング状補強部材が装着された前面のフランジまでの距離よりも、上記鉛直線から上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジまでの距離が長く、
上記リング状補強部材が装着された前面のフランジに凹設されたギヤノッチの深さよりも、上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジに凹設されたギヤノッチの深さが浅い又は深さが零である
ことを特徴とする車軸ケース。
【請求項２】
上記車軸ケース本体は、車幅方向の左右に車軸が通るチューブ部を有し、該チューブ部の断面中心に車軸が配置され、
上記断面中心を通って車幅方向の延びる車軸線の車幅方向中央を通る鉛直線から上記リング状補強部材が装着された前面のフランジまでの距離よりも、上記鉛直線から上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジまでの距離が長く設定された請求項１に記載の車軸ケース。
【請求項３】
上記上部膨出部の前面及び後面のフランジの左右縁部と、上記下部膨出部の前面及び後面のフランジの左右縁部とが、夫々車幅方向に傾斜して形成され、
上記上部側板と下部側板とを向かい合わせて溶接した際に、上下のフランジの左右縁部同士に間に三角状の隙間が形成され、
その隙間を埋めるように、上記フランジの左右縁部に夫々三角板が溶接され、
該三角板とそれが溶接される上記フランジの左右縁部の近傍部分とが、連続した平面となっている請求項１又は２に記載の車軸ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下方が開放された溝形断面の上部側板と上方が開放された下部側板とを向かい合わせて溶接した板金溶接組立構造の車軸ケースに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１、図２に示すように、板金溶接組立構造の車軸ケース１Ｊとして、車幅方向中央部が上方に膨出された上部膨出部２Ｊを有する上部側板３Ｊと、車幅方向中央部が下方に膨出された下部膨出部４Ｊを有する下部側板５Ｊとを有し、これら上部側板３Ｊと下部側板５Ｊとが向かい合って溶接された車軸ケース本体６Ｊを備えたものが知られている（特許文献１の図１）。
【０００３】
上部側板３Ｊの上部膨出部２Ｊは、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブ７Ｊと、ウェブ７Ｊの前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジ８Ｊ、９Ｊとを有し、下部側板５Ｊの下部膨出部４Ｊは、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブ１０Ｊと、ウェブ１０Ｊの前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジ１１Ｊ、１２Ｊとを有している。また、車軸ケース本体６Ｊの前面のフランジ８Ｊ、１１Ｊには、中央開口部１３を囲繞して、リング状補強部材１４が溶接され、車軸ケース本体６Ｊの後面のフランジ９Ｊ、１２Ｊには、中央開口部１５を覆って、略半球殻状カバー１６Ｊが溶接されている。
【０００４】
このような車軸ケース１Ｊの上部及び下部膨出部２Ｊ、４Ｊは、車両の最低地上高の確保や車体床面との干渉防止の観点から、内部にディファレンシャルギヤ機構の減速ギヤ１７を収納できる最小の寸法に設定されている。このため、車軸ケース本体６Ｊの前面のフランジ８Ｊ、１１Ｊの上下と、後面のフランジ９Ｊ、１２Ｊの上下とには、夫々、ギヤノッチ（減速ギヤ干渉防止用切欠）１８、１９Ｊを凹設し、減速ギヤ１７との干渉を回避している。
【０００５】
従来の車軸ケース１Ｊは、車軸の車幅方向中央を通る鉛直線２０からリング状補強部材１４が装着された前面のフランジ８Ｊまでの距離Ａと、鉛直線２０から略半球殻状カバー１６Ｊが装着された後面のフランジ９Ｊまでの距離Ａとが、略等しく設定されていた。そして、ディファレンシャルギヤ機構が支持されたギヤケースを、車軸ケース１Ｊの前面の中央開口部１３から車軸ケース１Ｊの内部に進入させてリング状補強部材１４に組み付けるようにしているため、前面のフランジ８Ｊには減速ギヤ１７の最大径が通過する深いギヤノッチ１８が形成され、後面のフランジ９Ｊには減速ギヤ１７との干渉を避ける浅いギヤノッチ１９Ｊが形成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１２５２号公報
【特許文献２】特開２００５−１４８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１に示す車軸ケース１Ｊが車重やブレーキ等の影響により上下方向や前後方向に撓むと、フランジ８Ｊ、９Ｊ、１１Ｊ、１２Ｊに凹設されたギヤノッチ１８、１９Ｊに応力集中が生じる。以下、上部側板３Ｊと下部側板５Ｊとは同様の構成であるため、図２に示す上部側板３Ｊについてのみ説明する。
【０００８】
前面のフランジ８Ｊのギヤノッチ１８の応力集中については、リング状補強部材１４の剛性及びリング状補強部材１４を介して車軸ケース１Ｊに組み付けられたディファレンシャルギヤ機構のギヤケースの剛性によって抑制され、後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊの応力集中については、略半球殻状カバー１６Ｊの剛性及び上記ギヤケースの剛性の影響（ウェブ７Ｊを介した間接的な影響）によって抑制される。
【０００９】
しかし乍ら、略半球殻状カバー１６Ｊの剛性はリング状補強部材１４の剛性よりも低く、ディファレンシャルギヤ機構のギヤケースの剛性が後面のフランジ９Ｊに与える影響は前面のフランジ８Ｊに与える影響よりも小さいため、後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊには、前面のフランジ８Ｊのギヤノッチ１８よりも大きな応力集中が発生することは避けられない。
【００１０】
なお、ディファレンシャルギヤ機構は、車軸ケース１Ｊの前面の中央開口部１３から車軸ケース１Ｊの内部に挿入されるため、減速ギヤ１７の最大径が通過する前面のフランジ８Ｊのギヤノッチ１８の深さよりも、減速ギヤ１７の最大径が通過しない後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊの深さを浅くでき、これは、後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊにおける応力集中を緩和するように働くが、十分緩和されているとはいえない。
【００１１】
このため、経年使用により、後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊに応力集中による亀裂等が生じ、車軸ケース１Ｊの耐久強度が低下する可能性があった。
【００１２】
ところで、略半球殻状カバー１６Ｊが溶接される後面のフランジ９Ｊのギヤノッチ１９Ｊでの応力集中の緩和を図った車軸ケースとして、特許文献２に開示されているように、そのギヤノッチ１９の縁部に二次フランジを形成した発明が知られている。
【００１３】
しかし乍ら、この場合には、上記二次フランジを略半球殻状カバー１６Ｊ内面と減速ギヤ１７との間に配置しなければならず、カバー１６Ｊ内面と減速ギヤ１７との隙間が十分に確保されていない場合にはカバー１６Ｊを大型化し、且つ大型化されたカバー１６Ｊを後面のフランジ９Ｊに溶接する位置を径方向外方に変更しなければならず、コストアップを招く。
【００１４】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、低コストで、後面のフランジのギヤノッチに生じる応力集中を的確に軽減でき、耐久強度の向上を図った車軸ケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明は、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブと該ウェブの前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジとからなる上部膨出部を有する上部側板と、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブと該ウェブの前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジとからなる下部膨出部を有する下部側板と、これら上部側板と下部側板とが向かい合って溶接された車軸ケース本体と、該車軸ケース本体の前面のフランジに装着されたリング状補強部材と、上記車軸ケース本体の後面のフランジに装着された略半球殻状カバーと、上記前面及び後面のフランジの上下に、上記上部及び下部膨出部内に収容される減速ギヤとの干渉を回避するため、夫々凹設されたギヤノッチとを備えた車軸ケースであって、車軸の車幅方向中央を通る鉛直線から上記リング状補強部材が装着された前面のフランジまでの距離よりも、上記鉛直線から上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジまでの距離が長く、上記リング状補強部材が装着された前面のフランジに凹設されたギヤノッチの深さよりも、上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジに凹設されたギヤノッチの深さが浅い又は深さが零であるものである。
【００１６】
上記車軸ケース本体は、車幅方向の左右に車軸が通るチューブ部を有し、該チューブ部の断面中心に車軸が配置され、上記断面中心を通って車幅方向の延びる車軸線の車幅方向中央を通る鉛直線から上記リング状補強部材が装着された前面のフランジまでの距離よりも、上記鉛直線から上記略半球殻状カバーが装着された後面のフランジまでの距離が長く設定されていてもよい。
【００１７】
上記上部膨出部の前面及び後面のフランジの左右縁部と、上記下部膨出部の前面及び後面のフランジの左右縁部とが、夫々車幅方向に傾斜して形成され、上記上部側板と下部側板とを向かい合わせて溶接した際に、上下のフランジの左右縁部同士に間に三角状の隙間が形成され、その隙間を埋めるように、上記フランジの左右縁部に夫々三角板が溶接され、該三角板とそれが溶接される上記フランジの左右縁部の近傍部分とが、連続した平面となっていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る車軸ケースによれば、低コストで、後面のフランジのギヤノッチに生じる応力集中を的確に軽減でき、耐久強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来例を示す車軸ケースの分解斜視図である。
【図２】従来例を示す車軸ケースの側断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る車軸ケースの分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る車軸ケースの側断面図である。
【図５】本発明の変形実施形態に係る車軸ケースの側断面図である。
【図６】（ａ）は従来の車軸ケースの上部又は下部側板の展開図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る車軸ケースの上部又は下部側板の展開図である。
【図７】本発明の別の変形実施形態に係る車軸ケースの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２１】
図３、図４に示すように、本実施形態に係る車軸ケース１は、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブ７とウェブ７の前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジ８、９とからなる上部膨出部２を有する上部側板３と、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブ１０とウェブ１０の前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジ１１、１２とからなる下部膨出部４を有する下部側板５とを備え、これら上部側板３と下部側板５とが向かい合って溶接された車軸ケース本体６を有する。この車軸ケース本体６の前面のフランジ８、１１には中央開口部１３が形成され、同様に後面のフランジ９、１２にも中央開口部１５が形成されている。
【００２２】
車軸ケース１は、車軸ケース本体６の前面のフランジ８、１１に、中央開口部１３を囲繞するように装着（溶接）されたリング状補強部材１４と、車軸ケース本体６の後面のフランジ９、１２に、中央開口部１５を覆うように装着（溶接）された略半球殻状カバー１６と、前面のフランジ８、１１の上下に凹設されたギヤノッチ１８と、後面のフランジ９、１２の上下に凹設されたギヤノッチ１９とを備えている。ギヤノッチ１８、１９は、上部及び下部膨出部２、４の内部に収容されるディファレンシャルギヤ機構の減速ギヤ１７が、フランジ８、９、１１、１２と干渉することを回避するために形成される。
【００２３】
また、車軸ケース本体６は、車幅方向の左右に車軸が通るチューブ部２１を有し、このチューブ部２１の断面中心に、車軸が配置されるようになっている。なお、チューブ部２１の断面形状は、円形に限られることはなく、四角形等であってもよい。
【００２４】
本実施形態に係る車軸ケース１の特徴は、図４に示すように、車軸ケース本体６内に収容される車軸の車幅方向中央（チューブ部２１の断面中心を通って車幅方向に延びる車軸線の車幅方向中央）を通る鉛直線２０からリング状補強部材１４が装着された前面のフランジ８までの距離Ａよりも、鉛直線２０から略半球殻状カバー１６が装着された後面のフランジ９までの距離Ｂを長くすると共に、リング状補強部材１４が装着された前面のフランジ８に凹設されたギヤノッチ１８の深さよりも、略半球殻状カバー１６が装着された後面のフランジ９に凹設されたギヤノッチ１９の深さを浅くした点にある。
【００２５】
すなわち、車軸ケース本体６の後面のフランジ９には、前面のフランジ８には存在しない台地部２２が後方に突き出るようにして前面のフランジ８と略平行に形成されており、この台地部２２を成す後面のフランジ９に形成されたギヤノッチ１９の深さが、前面のフランジ８に形成されたギヤノッチ１８の深さよりも浅く（１／２以下の深さに）なっている。なお、上部側板３と下部側板５とは同様の構成であるため、以下、図４に示す上部側板３についてのみ説明する。
【００２６】
前面のフランジ８に形成されたギヤノッチ１８の深さは、車軸ケース本体６の前面の中央開口部１３からディファレンシャルギヤ機構が支持されたギヤケースを上部及び下部膨出部２、４内に挿入してリング状補強部材１４に支持する際に、ディファレンシャルギヤ機構の減速ギヤ１７が干渉しない深さに設定されている。後面のフランジ９に形成されたギヤノッチ１９の深さは、上部及び下部膨出部内２、４に収容されたディファレンシャルギヤ機構の減速ギヤ１７と干渉しない深さに設定されている。
【００２７】
本実施形態の作用を述べる。
【００２８】
車軸ケース１が車重やブレーキ等の影響により上下方向や前後方向に撓む際、前面のフランジ８、１１のギヤノッチ１８における応力集中は、リング状補強部材１４の剛性及びリング状補強部材１４を介して車軸ケース１に組み付けられたディファレンシャルギヤ機構のギヤケースの剛性によって抑制され、後面のフランジ９、１２のギヤノッチ１９における応力集中は、略半球殻状カバー１６の剛性及び上記ギヤケースの剛性の影響（ウェブ７を介した間接的な影響）によって抑制される。
【００２９】
ここで、略半球殻状カバー１６の剛性はリング状補強部材１４の剛性よりも低く、ディファレンシャルギヤ機構のギヤケースの剛性が後面のフランジ９、１２に与える影響は前面のフランジ８、１１に与える影響よりも小さいため、かかる観点に基づけば、後面のフランジ９、１２のギヤノッチ１９には、前面のフランジ８、１１のギヤノッチ１８よりも大きな応力集中が発生するとも考えられる。
【００３０】
しかし乍ら、本実施形態に係る車軸ケース１においては、図４に示すように、鉛直線２０から前面のフランジ８（フランジ１１も同様）までの距離Ａよりも鉛直線２０から後面のフランジ９（フランジ１２も同様）までの距離Ｂを長く設定しているので、後面のフランジ９に形成されるギヤノッチ１９の深さを、仮想線で示す従来例（鉛直線２０から前面のフランジ８までの距離Ａと鉛直線２０から後面のフランジ９Ｊまでの距離Ａとが略等しい車軸ケース１Ｊ）の後面のフランジ９Ｊに形成されるギヤノッチ１９Ｊの深さよりも浅くしても、減速ギヤ１７との干渉を回避できる。
【００３１】
このように、本実施形態に係る車軸ケース１は、後面のフランジ９に形成されるギヤノッチ１９の深さを従来の車軸ケース１Ｊの後面のフランジ９Ｊに形成されるギヤノッチ１９Ｊの深さよりも浅くできるので、後面のフランジ９のギヤノッチ１９における応力集中を従来の車軸ケース１Ｊよりも軽減でき、耐久強度の向上を図ることができる。
【００３２】
また、図５に示すように、鉛直線２０から後面のフランジ９までの距離Ｃを更に長く設定すれば、後面のフランジ９にギヤノッチを凹設しなくても減速ギヤ１７との干渉を回避できる。この場合、後面のフランジ９にギヤノッチが存在しない（ギヤノッチの深さが零である）ため、ギヤノッチでの応力集中は問題にならない。なお、図６の破線が従来品、一点鎖線が前実施形態を示す。
【００３３】
ところで、図４、図５に示す車軸ケース１のように、鉛直線２０から後面のフランジ９までの距離Ｂ、Ｃを鉛直線２０から前面のフランジ８までの距離Ａよりも長く設定すると、鉛直線２０から後面のフランジ９Ｊまでの距離Ａと鉛直線２０から前面のフランジ８Ｊまでの距離とが略等しい従来の車軸ケース１Ｊよりも、ウェブ７の幅が大きくなり、上部及び下部側板３、５の重量も増加する。しかし乍ら、上部及び下部側板３、５をプレス加工する前の矩形の素材板の寸法は、本実施形態も従来品も変わらず、材料費が極端に増加することはない。
【００３４】
この点を説明すると、図６（ａ）に、鉛直線２０から後面のフランジ９Ｊまでの距離Ａと鉛直線２０から前面のフランジ８Ｊまでの距離Ａとが略等しい従来の車軸ケース１Ｊの上部又は下部側板３Ｊ、５Ｊの展開図を、図５（ｂ）に、鉛直線２０から後面のフランジ９までの距離Ｂ、Ｃを鉛直線２０から前面のフランジ８までの距離Ａよりも長く設定した本実施形態に係る車軸ケース１の上部又は下部側板３、５の展開図を示す。図中、ハッチングで示す部分は、素材板２３Ｊ、２３からブランク品２４Ｊ、２４を打ち抜く際に、除去される部分である。
【００３５】
図６（ａ）にて、山の頂点２５Ｊから左側（車幅方向外側）の部分が図１に示す上部側板３Ｊと下部側板５Ｊとの溶接部２６Ｊとなり、山の頂点２５Ｊから右側（車幅方向内側）の部分が図１に示す中央開口部１３、１５となる。同様に、図６（ｂ）にて、山の頂点２５から右側（車幅方向外側）の部分が図３に示す上部側板３と下部側板５との溶接部２６となり、山の頂点２５から左側（車幅方向内側）の部分が図３に示す中央開口部１３、１５となる。
【００３６】
矩形状の素材板２３Ｊ、２３の幅は、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すブランク品２４Ｊ、２４の上側の山の頂点２５Ｊ、２５と下側の山の頂点２５Ｊ、２５との距離によって定められる。よって、図６（ｂ）に示すように、山の頂点２５同士の寸法を従来と変更することなく、山の頂点２５よりも左側（車幅方向内側）の部分のウェブ７の幅のみを一方に偏らせて増加することで、本実施形態の素材板２３の寸法（幅）は、従来の素材板２３Ｊと等しくなる。よって、材料費が極端に増加することはない。
【００３７】
また、図４に示すように、本実施形態に係る車軸ケース１においては、略半球殻状カバー１６が取り付けられる後面のフランジ９と鉛直線２０との距離Ｂが従来よりも長いので、略半球殻状カバー１６の絞り深さを従来よりも浅くでき、加えて、略半球殻状カバー１６が取り付けられる後面のフランジ９のギヤノッチ１９が従来よりも浅いので、略半球殻状カバー１６の直径を従来のカバー１６Ｊ（図２参照）よりも小さくできる。よって、略半球殻状カバー１６の軽量化が可能となり、材料費が低減されて低コスト化を推進できる。なお、かかるカバー１６の軽量化により、ウェブ７の増幅による上部及び下部側板３、５の重量増加が相殺され、車軸ケース１全体としては軽量化が可能となる場合も考えられる。
【００３８】
また、略半球殻状カバー１６の絞り深さを浅くし且つ直径を小さくすると、カバー１６の材料重量が軽くなるだけでなく、カバー１６の成形が容易となるので、従来よりも低級材を用いてカバー１６を製造することができる。具体的には、略半球殻状カバー１６の製造（絞り加工）に、従来はＳＰＨＥ材を用いていたところ、本実施形態ではＳＰＨＤ材やＳＰＨＣ材を用いることができる。よって、略半球殻状カバー１６の材料費低減は勿論のこと、カバー１６の成形加工費や組立加工費の低減も可能となる。
【００３９】
図７に、本発明の変形実施形態を示す。
【００４０】
この実施形態に係る車軸ケース１ａは、基本的な形態が前実施形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを述べる。
【００４１】
この車軸ケース１ａは、上部側板３の上部膨出部２の前面及び後面のフランジ８、９の左右縁部２８が夫々車幅方向に傾斜して形成され、下部側板５の下部膨出部４の前面及び後面のフランジ１１、１２の左右縁部２８が夫々車幅方向に傾斜して形成されていて、これら上部側板３と下部側板５とを向かい合わせて溶接した際に、上下のフランジ８、９、１１、１２の左右縁部２８同士の間に三角状の隙間が形成され、その隙間を埋めるように左右縁部２８に夫々三角板２７が溶接されている点が、前実施形態と相違する。
【００４２】
この実施形態の特徴は、三角板２７とそれが溶接されるフランジ８、９、１１、１２の左右縁部２８の近傍部分とが、連続した平面となっていて、これらが一体となって台地部２２を形成している点にある。これにより、従来の三角板（特開２００７−６２５３８号公報の図３参照）と同様の平板状の三角板２７を変更することなく、流用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１  車軸ケース
２  上部膨出部
３  上部側板
４  下部膨出部
５  下部側板
６  車軸ケース本体
７  ウェブ
８  フランジ
９  フランジ
１０  ウェブ
１１  フランジ
１２  フランジ
１４  リング状補強部材
１６  略半球殻状カバー
１７  減速ギヤ
１８  ギヤノッチ
１９  ギヤノッチ
２０  鉛直線
２１  チューブ部
２７  三角板
２８  左右縁部
Ａ  距離
Ｂ  距離
【図１】
2010269655.tif 000003
【図２】
2010269655.tif 000004
【図３】
2010269655.tif 000005
【図４】
2010269655.tif 000006
【図５】
2010269655.tif 000007
【図６】
2010269655.tif 000008
【図７】
2010269655.tif 000009